1.Pericole ascunse în spatele industriei fotovoltaice în plină expansiune

În ultimii ani, piața fotovoltaică globală a crescut într-un ritm uimitor, aproape ca o rachetă. Încă îmi amintesc când am participat la expoziția de energie solară din Germania, acum cinci ani, puterea modulelor principale era de aproximativ 300 W. Acum, nu este neobișnuit să vezi module bifaciale de peste 600 W. Cu toate acestea, în mijlocul acestei explozii a instalărilor, o problemă crucială este adesea trecută cu vederea - protecția sistemului.

Anul trecut, compania noastră s-a ocupat de un caz din Turcia: o centrală electrică terestră de 5 MW. La trei luni după conectarea la rețea, patru invertoare s-au ars succesiv. În timpul investigației la fața locului, s-a constatat că proprietarul economisise costuri prin omiterea dispozitivelor de protecție la supratensiune pe partea de curent continuu. Pierderea finală a fost de peste 200.000 de dolari americani, ceea ce a fost suficient pentru a achiziționa sute de descărcătoare de înaltă performanță. Astfel de lecții nu sunt neobișnuite în industrie.

2.„Asasinii tensiunii” cu care se confruntă sistemele fotovoltaice

2.1Fulgerul: cea mai periculoasă amenințare

Am dat peste un proiect de completare a energiei electrice prin radiații din domeniul pescuitului în Hainan. Zona locală are peste 90 de zile cu furtuni în fiecare an. Supervizorul lor de operațiuni m-a informat că, înainte de instalarea SPD-ului, erau mereu în alertă în timpul sezonului furtunilor în fiecare an. Cel mai grav incident a fost că o lovitură de trăsnet indusă a făcut ca toate invertoarele de tip șir din întregul sistem să „intre în funcțiune” colectiv.

Interesant este că mulți oameni cred că doar loviturile directe de trăsnet sunt periculoase. De fapt, datele noastre de detectare arată că loviturile de trăsnet pe o rază de 3 kilometri pot genera o supratensiune indusă suficient de puternică pentru a deteriora echipamentele. A existat odată un proiect brazilian în care punctul de lovire a trăsnetului era la ferma vecină, însă acesta a cauzat defectarea tuturor modulelor de monitorizare ale sistemului fotovoltaic.

2.2Fluctuația grilei: Ucigașul invizibil

Anul trecut, când am fost implicați în punerea în funcțiune a unui proiect de acoperiș în Vietnam, am înregistrat date uimitoare: Fluctuația tensiunii rețelei electrice locale în perioadele de vârf de consum de energie electrică depășea adesea 15%. Această distorsiune continuă a tensiunii este mai dăunătoare duratei de viață a echipamentelor decât supratensiunile instantanee.

Problema cea mai problematică este curentul de supratensiune generat de sistemul fotovoltaic în sine. Rețineți că, odată, când am testat o anumită marcă de invertor, vârful de tensiune produs în timpul opririi a fost de fapt de patru ori mai mare decât tensiunea nominală! Acest tip de curent de supratensiune „autogenerat și autoconsumat” este ceva ce mulți proprietari pur și simplu nu observă.

3.Cum protejează SPD sistemul fotovoltaic?

3.1Protecție multistrat: Puneți o „vestă antiglonț” pentru sistem

Un sistem de protecție bun ar trebui să fie ca o ceapă cu mai multe straturi de apărare. De obicei, recomandăm clienților să adopte un...strategie de protecție pe trei niveluri:

Nivel de matrice:Instalați un descărcător de tip 2 la cutia de distribuție pentru a proteja împotriva majorității trăsnetelor induse.

Nivelul invertorului: Folosiți un descărcător fotovoltaic dedicat pe partea de intrare în curent continuu. Acordați o atenție deosebită selecției tensiunii Uc.

Punct de conectare la rețea:Instalați un SPD adaptat caracteristicilor rețelei locale pe partea de curent alternativ.

3.2Neînțelegere privind selecția: Cu cât parametrul este mai mare, cu atât mai bine

Se observă adesea că clienții urmăresc orbește valori Imax ridicate. De fapt, pentru majoritatea proiectelor distribuite, o capacitate de descărcare de 20kA este suficientă. Cheia constă în:

- Capacitate de adaptare a tensiunii (Uc ≥ 1,2 × tensiunea maximă a sistemului)

- Nivelul tensiunii reziduale (Acest lucru este crucial, deoarece determină dacă echipamentul poate fi cu adevărat protejat)

- Funcție de indicare a degradării (Aceasta este extrem de importantă, deoarece poate preveni „SPD-ul zombie”)

Un client australian a insistat să instaleze un descărcător cu o putere de 40 kA. Cu toate acestea, din cauza selecției unei tensiuni Uc prea mici, descărcătorul s-a uzat prematur atunci când sistemul era supus unei sarcini ușoare.

3.3Nu lăsați deficiențele de protecție să reducă randamentul investițiilor

Am văzut prea mulți proprietari meticuloși care sunt dispuși să cheltuiască mulți bani pe componente de top, dar sunt excesiv de precauți în ceea ce privește protecția sistemului. De fapt, o soluție SPD (Surge Protective Device) bine concepută reprezintă de obicei doar 0,3% până la 0,5% din costul total al proiectului, însă poate preveni peste 80% din defecțiunile electrice.

Se recomandă ca toată lumea să ia în considerare următoarele în faza de proiectare:

- Date locale despre zilele cu furtuni (care pot fi obținute cu ușurință de la biroul meteorologic)

- Rapoarte privind calitatea rețelei

- Standarde de toleranță la supratensiune stabilite de producătorii de echipamente

Concluzie

Pentru ca un sistem fotovoltaic să funcționeze stabil timp de 25 de ani, are nevoie de o protecție fiabilă la supratensiune. Este ca și cum ai lucra la înălțime fără a purta centură de siguranță - poate reușești să rămâi în siguranță pentru primele 99 de dăți, dar a 100-a oară te-ar putea costa scump.